Тепломассоперенос в древесной биомассе при термической подготовке к сжиганию тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Нигай Наталья Андреевна

• Нигай Наталья Андреевна
• кандидат наук
• 2022

Оглавление диссертации кандидат наук Нигай Наталья Андреевна

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕОРИИ И ПРАКТИКИ ПРОЦЕССОВ ТЕПЛО- И МАССОПЕРЕНОСА, ПРОТЕКАЮЩИХ ПРИ СУШКЕ ДРЕВЕСНОЙ БИОМАССЫ

1.1 Экономические и экологические предпосылки к использованию древесной биомассы в энергетике

1.2 Проблемы и перспективы использования древесной биомассы в энергетике

1.3 Примеры объектов энергетики, работающих на древесной биомассе

1.4 Обзор результатов экспериментальных и теоретических исследований процессов сушки древесной биомассы

1.4.1. Сушка лесных горючих материалов и отходов деревообработки

1.4.2. Экспериментальные и теоретические исследования температурных полей при нагреве влагонасыщенных пористых материалов

Основные результаты и выводы по первой главе

ГЛАВА 2. МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПРОЦЕССОВ ТЕПЛО- И МАССОПЕРЕНОСА, ПРОТЕКАЮЩИХ В ДРЕВЕСНОЙ БИОМАССЕ ПРИ ЕЁ ТЕРМИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКЕ К СЖИГАНИЮ

2.1 Методика подготовки древесной биомассы к проведению экспериментов

2.2 Методика проведения экспериментальных исследований процессов тепло- и массопереноса, протекающих при сушке древесной биомассы

2.3 Методики определения массовой скорости влагоудаления

2.3.1 Методика определения массовой скорости влагоудаления при сушке лесных горючих материалов на основе листьев деревьев и хвои ели, а также отходов деревообработки

2.3.2 Методика определения массовой скорости влагоудаления при сушке лесных горючих материалов на основе веточек деревьев

2.4 Методика подготовки древесной биомассы при проведении анализа влияния плотности засыпки на характеристики и условия процесса влагоудаления

2.5 Методика расчета погрешностей измерений

Основные результаты и выводы по второй главе

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПРОЦЕССОВ ТЕПЛО- И МАССОПЕРЕНОСА В ДРЕВЕСНОЙ БИОМАССЕ ПРИ ЕЁ ТЕРМИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКЕ К СЖИГАНИЮ

3.1 Поля температур в массивном слое древесной биомассы при радиационно-конвективном нагреве

3.1.1 Анализ влияния условий теплообмена и выхода паров воды на характеристики процесса влагоудаления в массивном слое древесной биомассы

3.1.2 Параметрический анализ процесса сушки массивного слоя древесной стружки

3.2 Анализ влияния вида древесной биомассы на характеристики и условия процесса дегидратации

3.2.1 Сушка тонкого слоя древесной биомассы на основе листьев деревьев

3.2.2 Сушка массивного слоя древесной биомассы на основе листового и хвойного опада, а также древесных опилок и щепы

3.2.3 Сушка лесных горючих материалов на основе веток деревьев

3.3 Анализ влияния плотности засыпки древесной биомассы на характеристики

процесса влагоудаления

Основные результаты и выводы по третьей главе

ГЛАВА 4. ОЦЕНКА ЗАТРАТ ЭНЕРГИИ НА ПРОЦЕСС ВЛАГОУДАЛЕНИЯ

4.1 Энергоэффективность процесса сушки тонкого слоя древесной биомассы

4.2 Энергоэффективность процесса сушки массивного слоя древесной биомассы

Выводы по четвертой главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ А. Акт об использовании результатов диссертационного исследования

ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Список публикаций по теме диссертации

ПРИЛОЖЕНИЕ В. Рекомендации по практическому использованию результатов диссертационной работы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Тепломассоперенос в древесной биомассе при термической подготовке к сжиганию»

ВВЕДЕНИЕ

Процессы сушки пористых дисперсных влагонасыщенных материалов изучаются уже более двух столетий (первые научные публикации датируются 1826 годом [1]). Но несмотря на богатую историю исследований процессов влагоудаления из таких материалов на сегодняшний день остаётся ещё много нерешённых задач в этой области знания. Например, не разработано автономных (не опирающихся на апостериорную информацию) прогностических моделей, адекватно описывающих процессы тепло- и массопереноса при сушке древесной биомассы в условиях радиационно-конвективного нагрева.

За последнее десятилетие древесная биомасса (отходы лесозаготовок и деревообработки: опилки, щепа, стружка, кора и др.; лесные горючие материалы (ЛГМ): хвоя, листья, ветки деревьев) всё активнее привлекает внимание мирового сообщества ученых, работающих в области энергетики, как одно из перспективных топлив или компонент топливных смесей (например, биомасса/уголь [2]) паровых и водогрейных котлов промышленных предприятий и тепловых электрических станций. При этом рассматриваются три наиболее перспективных варианта использования древесной биомассы: первый - прямое сжигание в топках водогрейных и паровых котлов [3-5]; второй - совместное сжигание биомассы с углём в камерах сгорания котельных агрегатов [6-11]; третий - газификация древесной биомассы с получением синтез-газа [12].

Перспективность использования древесной биомассы в качестве топлива обусловлена несколькими объективными и субъективными причинами. Во-первых, антропогенная нагрузка на окружающую среду объектов теплоэнергетики, использующих биомассу в качестве топлива, существенно меньше [13], чем у сжигающих уголь или продукты переработки нефти. Так как при горении древесной биомассы образуется углекислый газ, который не нарушает общего баланса CO2 в геохимическом цикле углерода. Деревья и растения, составляющие основной объем энергетической биомассы, поглощают углекислый газ в процессе фотосинтеза. Другими словами, происходит рециркуляция углерода: сколько CO2

поглощено, столько и выделяется при сжигании биомассы. В результате концентрация диоксида углерода в атмосфере остается практически неизменной [14]. Также при сжигании древесной биомассы выделяется значительно меньше оксидов азота (NOx), по сравнению с углем и практически не образуется оксидов серы (SOx) [15]. Соответственно, внедрение биомассы в качестве топлива приведет к существенному снижению негативного антропогенного воздействия объектов теплоэнергетики на окружающую среду. В то же время древесное биотопливо является относительно дешевым энергоносителем доступным практически во всех регионах планеты [16]. Но даже обладающая наибольшей теплотворной способностью древесина (дуба) по энергоэффективности существенно уступает самому низкосортному углю (бурому) [17]. Эффективность использования биомассы в энергетике можно повысить за счет разработки новых технологических решений по её термической подготовке к сжиганию (за счет снижения энергозатрат на сушку), а также, например, использованием древесных брикетов, пеллет или древесноугольных смесей. К вышеприведенному стоит добавить, что использование биомассы на основе лесных горючих материалов (ветки деревьев, лиственный и хвойных опад) в качестве энергетического топлива существенно снижает негативное влияние на окружающую среду [13], обусловленное гниением древесины и природными катаклизмами, связанными с неконтролируемым горением (лесные пожары).

Во-вторых, древесная биомасса является одним из самых перспективных возобновляемых ресурсов на планете [18]. По оценкам многих специалистов (например, [19-21]) биомасса и продукты её переработки (биогаз [22], биоуголь [23], биоэтанол [24]) в будущем (ближайшие 30-40 лет) могут напрямую заменить уголь (или дополнить его за счет создания эколого- и энергоэффективных смесевых топлив) в общем балансе тепло- и электрогенерации [25]. Анализ данных основных торговых площадок показал, что спрос на древесную биомассу растёт во всём мире [26, 27]. При этом площади (&ьг), занимаемые лесами, постоянно сокращаются. Это существенно затрудняет обеспечение устойчивого производства всех видов древесного биотоплива. Например, в период с 1990 по 2010 год площадь лесов

сократилась на 68 млн. га (на 1,6 %) [28] за счёт вырубки и лесных пожаров. Такое снижение &от (поглощающих СО2) привело к увеличению концентрации парниковых газов в атмосфере (с 355 до 390 ррт) [29]. Одним из возможных решений проблемы уменьшения лесных угодий является внедрение в энергетику топлив на основе отходов сельского хозяйства. Однако, как показывают исследования [30] энергетический потенциал сельскохозяйственной биомассы сильно ограничен. К последнему стоит добавить, что производить сельскохозяйственную продукцию объёмом превышающем её потребление пищевой промышленностью экономически нецелесообразно [31]. В этих условиях одним из наиболее оптимальных вариантов энергетического использования древесной биомассы является сжигание биоматериалов на основе типичных отходов лесопиления (горбыль, пни, ветви, кора), деревообработки (опилки, щепа, стружка, древесная пыль) и отходов жизнедеятельности леса или, другими словами, лесных горючих материалов (листовой и хвойный опад, сухостой, сухая трава, ветки и др.) в топках паровых и водогрейных котлов.

На настоящее время плантации быстрорастущих пород деревьев и кустарников увеличиваются во всем мире [32]. Энергетические леса срезаются через 3-10 лет после высаживания высокомеханизированным методом. Выращиваются быстрорастущие культуры, такие как эвкалипт, тополь, ива и другие. Каждые 4-7 лет деревья срезают и годовой урожай может составлять около 7 т/га [33]. Собранная биомасса используется для производства тепловой и электрической энергии. В ряде стран, таких как Италия, Германия, Аргентина, Польша и других на сегодняшний день широко практикуется создание специальных плантаций быстрорастущих и пригодных для целей энергетики пород древесины на основе тополя и ивы. Ежегодно на таких плантациях заготавливается около 3,7 миллионов тонн древесины [34]. В умеренной климатической зоне для энергетических лесов наиболее пригодны быстрорастущие сорта тополя (волосистоплодного и канадского) и ивы (корзиночной и козьей), а в южной части России - акации и эвкалипта. Период ротации растений составляет 6-7 лет [35].

Одним из перспективных топлив для тепловых электростанций и локальных котельных в настоящее время является лесной горючий материал (ЛГМ). Так, результаты экспериментов [36] показали, что использование ЛГМ в качестве добавки к водоугольному топливу (ВУТ) существенно ускоряет процесс воспламенения капель ВУТ. При этом по результатам экспериментальных исследований [36] установлено, что добавление лесных горючих материалов в водоугольное топливо приводит к снижению уровня выбросов оксида азота ^Ох) в 1,8 раз и оксидов серы ^О2) в 3 раза (по сравнению со сжиганием однородного угля) и повышению эффективности процесса топливосжигания. Последнее создает предпосылки для существенной диверсификации сырьевой базы объектов теплоэнергетики.

При этом стоит отметить, что обширные лесные угодья Южной Америки и западной Сибири могут производить до 26 т/га [37, 38] лесных горючих материалов в год. В свою очередь сбор и использование ЛГМ позволит существенно улучшить экосистему лесного хозяйства за счёт исключения из неё существенно пожароопасного материала [39]. Последнее является немаловажным фактором. Так как пример крупномасштабных пожаров в штате Калифорния (США) [40] показал, что принятие подзаконных актов в сенате штата без консультации с представителями академической науки (в области экологии леса) привело к существенному материальному ущербу и гибели людей. Законы, фактически запрещающие вырубку старых лесов и их утилизацию, принятые под предлогом улучшения цикла поглощения углекислого газа старыми деревьями привели к формированию обширных угодий сухостоя [41]. В результате благоприятных метеорологических условий, включая долгосрочные тенденции потепления, сухого климата и экстремально прогретых воздушных масс с сильным морским ветром возникли пожары, которые привели к серьезным социально-экономическим разрушениям и значительным человеческим жертвам. Также вследствие пожаров в атмосферу было выброшено огромное количество углекислого газа, оксидов азота и др. [42]. Соответственно, можно обосновано предположить, что введение в общий баланс тепло- и электрогенерации лесных горючих материалов (в составе

эколого- и энергоэффективных топливных композитов), существенно снизит риск возникновения подобных природных катастроф. При этом стоит отметить, что себестоимость производства топлива на основе лесных горючих материалов и отходов лесопиления обусловлена только затратами на их сбор и транспортировку [43]. Также внедрение древесной биомассы в качестве топлива на промышленных предприятиях и тепловых электрических станциях будет способствовать формированию новых низкоквалифицированных (не требующих специального и долговременного обучения) рабочих мест. Последнее будет способствовать экономическому развитию любого богатого лесными угодьями региона.

Однако широкомасштабное использование древесной биомассы в энергетике (как основного топлива, так и в составе древесноугольного композита) тормозится за счет того, что любая древесина в исходном состоянии является существенно влагонасыщенным материалом (влажность может достигать 70 %) [44]. Сжигание влажной биомассы в топочных устройствах котельных агрегатов снижает коэффициент полезного действия котла. Последнее обусловлено низкой теплотой сгорания влажного древесного биотоплива, а также увеличением тепловых потерь с уходящими газами (вследствие роста энтальпии продуктов сгорания) [45]. Также можно сказать, что увеличение влажности исходного топлива приводит к интенсификации осаждения золы на поверхностях теплообмена и в трактах внутренних, и внешних газоходов котельного агрегата [46]. Соответственно, неизбежным этапом, предшествующим сжиганию биомассы, является проведение процедуры предварительной термической подготовки, а именно сушки. В этих условиях разработка энергетически эффективных методов и высокоэффективных установок по удалению влаги из древесной биомассы является одним из приоритетных направлений развития энергомашиностроения. Но для проектирования высокоэффективного сушильного оборудования необходимы знания о закономерностях процессов тепло- и массопереноса, протекающих при сушке влажной древесной биомассы. Поэтому установление по результатам экспериментов основных механизмов и характеристик процессов тепло- и массопереноса, протекающих в условиях интенсивных фазовых превращений

(испарение внутрипоровой и адсорбционно-связанной влаги), во влажной древесной биомассе при её термической подготовке (сушке) к сжиганию является актуальной задачей.

Степень разработанности темы. Существенный вклад в развитие теории и практики процессов тепло- и массопереноса, протекающих при сушке влажных пористых материалов в условиях интенсивного нагрева, внесли: А.В. Лыков, О. Кришер, Ю.П. Семёнов, П.С. Коссович, П.Д. Лебедев, Б.А. Поснов, В.А. Баженов, И.В. Кречетов, Г.С. Шубин, О.Р. Дорняк, Р.Р. Сафин, P. Bengtsson, N. Hofmann, K.Y. Pin и другие. Но стоит отметить, что на сегодняшний день в мировой научной периодике практически нет примеров публикаций с описанием результатов теоретических и экспериментальных исследований процессов тепло- и массопереноса, протекающих при сушке перспективной для целей энергетики древесной биомассы на основе типичных отходов лесопиления и деревообработки (опилки, щепа, стружка, древесная пыль, кора и т.д.), а также лесных горючих материалов (листовой и хвойный опад, ветки деревьев). В большинстве известных публикаций (например, [47-49]) приведены результаты исследований процессов дегидратации биомассы на основе отходов сельскохозяйственных производств (рисовая шелуха, стебли растений, солома и др.), при этом анализ энергетических затрат на процесс сушки в этих статьях не проводился. Также остаются практически неизученными связи массовой скорости влагоудаления (Weva) при сушке древесной биомассы с основными значимыми факторами (температура внешней среды, вид биомассы, плотность засыпки и др.). В то же время скорость влагоудаления является определяющей характеристикой при разработке общей теории процессов сушки, которая необходима для фундаментального обоснования перспективности использования древесной биомассы в качестве топлива паровых и водогрейных котлов тепловых электрических станций, а также промышленных предприятий. В связи с этим на настоящее время для древесной биомассы, используемой в качестве топлива, остаются актуальными проблемы установления механизмов тепло- и массопереноса, протекающих в условиях интенсивных фазовых превращений, при радиационно-конвективном нагреве в типичном (для

современной сушильной техники [50]) диапазоне температур внешней среды (7=333-393 К).

Целью работы является установление по результатам экспериментальных исследований основных закономерностей (механизмов, характеристик, условий) процессов тепло- и массопереноса, протекающих при интенсивных фазовых превращениях (испарение внутрипоровой и адсорбционно-связанной влаги), во влажной древесной биомассе при её радиационно-конвективном нагреве.

Цель диссертационной работы достигается путем решения следующих задач:

1. Разработка методик экспериментальных исследований процессов тепло- и массопереноса, протекающих при сушке древесной биомассы, отличающихся от известных комплексным изучением тепловых режимов слоя измельчённой древесной биомассы в условиях интенсивных фазовых превращений.

2. Определение по результатам экспериментальных исследований основных закономерностей процессов тепло- и массопереноса в слое влажной древесной биомассы (лесной горючий материал: листья, хвоя, ветки деревьев; отходы лесопиления и деревообработки: опилки, щепа, древесная стружка) в период её радиационно-конвективного нагрева.

3. Установление значений времени дегидратации древесной биомассы в типичном (для сушильного оборудования) температурном диапазоне внешней среды 7=333-393 К).

4. Определение значений массовых скоростей влагоудаления в период сушки древесной биомассы при варьировании основных значимых параметров: вид биомассы, температура внешней среды, плотность засыпки.

5. Оценка по результатам проведенных экспериментов энергетических затрат на сушку древесной биомассы.

6. Разработка физических моделей процессов тепло- и массопереноса, протекающих при сушке измельчённой древесной биомассы, в условиях радиационно-конвективного нагрева.

Научная новизна работы.

1. Впервые на основании результатов экспериментальных исследований установлен механизм процессов тепло- и массопереноса, протекающих при сушке массивного слоя (толщиной ^=100±1 мм) древесной биомассы, характеризующийся не только непосредственным испарением воды, но и фильтрацией водяных паров как к поверхности нагрева, так и вглубь слоя, где происходит их последующая конденсация, приводящая к повышению температуры и перенасыщению части слоя влагой.

2. По результатам исследований процессов тепло- и массопереноса при сушке лесных горючих материалов на основе веток деревьев установлены ранее незарегистрированные немонотонные зависимости значений массовых скоростей влагоудаления от времени дегидратации Жеуа(т) в условиях низкотемпературного нагрева (333<Tg<353 К).

3. Впервые показано влияние плотности засыпки влажной древесной биомассы на характеристики и условия протекания процесса влагоудаления. Установлено, что увеличение плотности засыпки биомассы (древесные опилки) в 2 раза приводит к существенному (почти в 10 раз) росту значений скорости влагоудаления в идентичных условиях нагрева. Показано что фильтрационные характеристики (плотность засыпки, проницаемость, пористость, размер пор) слоя биомассы наряду с условиями нагрева (температура внешней среды, интенсивность теплообмена) являются факторами, значительно влияющими на процесс влагоудаления.

4. Энергетический анализ процесса сушки показал, что процедуру влагоудаления из древесной биомассы на основе типичных отходов лесопиления (древесная щепа) и лесных горючих материалов (веточки деревьев, листовой и хвойный опад) эффективнее всего проводить в условиях относительно низких температур внешней среды 7<353 К).

Практическая значимость работы. По результатам экспериментальных исследований обоснована возможность использования в энергетике лесных горючих материалов (листья, хвоя, ветки деревьев) и отходов

деревообрабатывающих производств (опилки, щепа) в качестве перспективного топлива паровых и водогрейных котельных агрегатов промышленных предприятий, а также тепловых электрических станций. Экологический эффект от использования древесной биомассы на объектах теплоэнергетики в качестве топлива определяется, в первую очередь, снижением концентраций основных антропогенных газов (оксидов азота и серы), формирующихся при сжигании угля, а также выводом с территорий лесозаготовок пожароопасных отходов лесопиления и лесных горючих материалов. Последнее существенно снизит пожароопасность лесов и приведет к росту числа рабочих мест в регионах богатых лесными угодьями.

Результаты диссертационной работы могут являться основой при обосновании конструктивных характеристик камер сушильных установок в период проведения опытно-конструкторских работ. Также результаты диссертационного исследования используются в Национальном исследовательском Томском политехническом университете в рамках подготовки магистров по направлению 13.04.01 Теплоэнергетика и теплотехника ООП «Промышленная теплоэнергетика».

Теоретическая значимость. Результаты выполненных экспериментальных исследований расширяют современные представления о механизмах и процессах тепло- и массопереноса, протекающих совместно в условиях интенсивных фазовых превращений, при проведении процедуры влагоудаления из древесной биомассы. Также результаты проведённых экспериментов являются основой для разработки новых физических и математических моделей, наиболее адекватно описывающих процессы сушки древесной биомассы.

Соответствие диссертации паспорту научной специальности. Диссертация соответствует паспорту специальности 1.3.14 «Теплофизика и теоретическая теплотехника» в части пункта 1 - «Фундаментальные, теоретические и экспериментальные исследования молекулярных и макросвойств веществ в твердом, жидком и газообразном состоянии для более глубокого понимания явлений, протекающих при тепловых процессах и агрегатных изменениях в физических системах».

Методы исследования. Экспериментальные исследования теплофизических процессов, протекающих совместно при интенсивных фазовых трансформациях (испарение воды), выполнены с использованием современных методов и высокоточных средств измерения: регистрация массы навески биомассы проводилась непрерывно с помощью лабораторных весов Aczet CY-1003 (погрешность измерения массы 0,001 г) и программного обеспечения LabVIEW; температура в слое древесной биомассы и над её поверхностью регистрировалась при помощи термоэлектрических преобразователей - хромель-алюмелевых термопар (диаметр спая термопар ^=0,3 мм; температурный диапазон измерения 273-1373 К; погрешность измерения 0,1 К); температура внутри сушильной камеры SU 32 задавалась с помощью терморегулятора ТРМ 500.

Достоверность результатов диссертационных исследований. Достоверность полученных результатов подтверждается оценками систематических и случайных погрешностей выполненных измерений, удовлетворительной повторяемостью результатов серий экспериментов при идентичных начальных условиях, использованием современного и высокоточного оборудования и программно-аппаратных комплексов.

Связь работы с научными программами и грантами. Диссертационная работа проводилась в рамках стратегического плана развития Национального исследовательского Томского политехнического университета, как одного из ведущих университетов мира. Разработанные экспериментальные методики используются в Национальном исследовательском Томском политехническом университете при подготовке магистров техники и технологии по направлениям: «Экологически чистые технологии преобразования энергоносителей», «Теплоэнергетика и теплотехника», а также аспирантов по направлению: «Физика и астрономия».

Тема диссертации соответствует приоритетным направлениям развития науки, технологий и техники в Российской Федерации (Указ Президента РФ № 899 от 7 июля 2011 г.): «Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика», а также находится в сфере критических технологий федерального

уровня, получивших высокий рейтинг по показателям состояния и перспективам развития («Технологии энергоэффективного производства и преобразования энергии на органическом топливе», «Технологии создания энергосберегающих систем транспортировки, распределения и использования энергии», «Технологии новых и возобновляемых источников энергии, включая водородную энергетику»).

Диссертационное исследование процессов тепло- и массопереноса в древесной биомассе при её радиационно-конвективном нагреве выполнено при поддержке грантов: Российского научного фонда (РНФ) 18-79-10015 «Разработка основных элементов теории процессов термической подготовки, воспламенения и горения смесевых топлив на основе угля и древесины применительно к камерам сгорания котельных агрегатов» (2018-2021 гг.); гранта Президента МК-89.2021.4 «Разработка основных элементов теории воспламенения капель существенно неоднородных водоугольных композитов в условиях высоких температур и давлений» (2021-2022 гг.); гранта РНФ 20-19-00226 «Моделирование тепловых режимов объектов теплоснабжения при совместной работе газовых инфракрасных излучателей и приточно-вытяжной вентиляции в условиях интенсивного конвективно-кондуктивного и радиационного теплообмена» (2020-2022 гг.); гранта РНФ 18-79-10015-П «Разработка основных элементов теории процессов термической подготовки, воспламенения и горения смесевых топлив на основе угля и древесины применительно к камерам сгорания котельных агрегатов» (2021-2023 гг.), а также Государственных заданий (Гос. задания «Наука» проекты № FSWW-2020-0022 и № 8.13264.2018/8.9).

Личный вклад автора состоит в разработке методик проведения экспериментов; планировании экспериментальных исследований и их проведении; обработке, анализе и обобщении полученных результатов; оценке систематических и случайных погрешностей; установлении температурных режимов сушки древесной биомассы; формулировании защищаемых положений и основных выводов диссертационной работы; апробации результатов на научных конференциях и подготовке статей к опубликованию в изданиях, включенных в перечень ВАК РФ и индексируемых базами данных Scopus и Web of Science.

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Экспериментально установлен ранее незарегистрированный механизм процессов тепло- и массопереноса, протекающих при сушке массивного слоя (толщиной ^=100±1 мм) древесной биомассы (сосновая стружка) в условиях радиационно-конвективного нагрева (7^=333-393 К), описывающий помимо непосредственного испарения внутрипоровой и адсорбционно-связанной влаги также движение водяных паров во внутрипоровой структуре слоя биомассы и их конденсацию в относительно холодной области навески (значительная часть водяных паров не успевает выйти на поверхность слоя биомассы и фильтруется вглубь навески в относительно холодные слои, где конденсируется). Показано, что последующий нагрев приводит к испарению вторичного конденсата.

2. Установлено два температурных режима сушки древесной биомассы (высокотемпературный 7^>373 К и низкотемпературный Tg<373 К с условной границей раздела по температуре внешней среды Tg=373 К), в которых вид биомассы оказывает кардинально отличающееся влияние на характеристики (скорость влагоудаления, время сушки) и условия протекания процесса влагоудаления. В условиях высокотемпературного нагрева 7=373-393 К) отличия значений максимальных скоростей влагоудаления составляют около 30 %, при низкотемпературном 7=333-353 К) тепловом воздействии значения максимальных скоростей влагоудаления исследовавшихся видов биомассы могут отличаться в четыре раза.

3. При нагреве влажной древесной биомассы на основе веточек лиственных пород деревьев в условиях относительно низких температур воздуха (Tg<373 К) зависимости значений массовых скоростей влагоудаления от времени немонотонны в течение всего периода сушки. При температурах внешней среды Tg=373-393 К, такого немонотонного изменения значений массовых скоростей влагоудаления не зарегистрировано.

4. Плотность навески влажной древесной биомассы (сосновые опилки) оказывает существенное влияние на характеристики (скорость влагоудаления, время сушки) процесса влагоудаления в исследуемом диапазоне температур

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Нигай Наталья Андреевна, 2022 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Vanherman, T. On rendering fish oil and linseed oil drying and on making cheap oil paints / T. Vanherman // Journal of the Franklin Institute. - 1826. - V. 1. - P. 323326.

2. Kuznetsov, G.V. The effect of the distance between wood and coal particles on the characteristics of their joint ignition under conditions of high-temperature radiation-convective heating / S.V. Syrodoy, G.V. Kuznetsov, N.Yu. Gutareva, Zh. A. Kostoreva, D.V. Malyshev // Journal of the Energy Institute. - 2021. - V. 97. - P. 13 -26.

3. Xu, Y. Characterization of fine particulate matter generated in a large woody biomass-firing circulating fluid bed boiler / Y. Xu, X. Liu, J. Qi, T. Zhang, J. Xu, Ch. Wen, M. Xu // Journal of the Energy Institute. - 2021. - V. 96. - P. 11-18.

4. Sefidari, H. An experimental study of combustion and emissions of two types of woody biomass in a 12-MW reciprocating-grate boiler / H. Sefidari, N. Razmjoo, M. Strand // Fuel. - 2014. - V. 135. - P. 120-129.

5. Karim, M.R. CFD modelling of combustion and associated emission of wet woody biomass in a 4 MW moving grate boiler / M.R. Karim, J. Naser // Fuel. - 2018. -V. 222. - P. 656-674.

6. Tamura, M. Grinding and combustion characteristics of woody biomass for co-firing with coal in pulverised coal boilers / M. Tamura, Sh. Watanabe, N. Kotake, M. Hasegawa // Fuel. - 2014. - V. 134. - P. 544-553.

7. Yelverton, T.L.B. Characterization of emissions from a pilot-scale combustor operating on coal blended with woody biomass / T.L.B. Yelverton, A.T. Brashear, D.G. Nash, J.E. Brown, C.F. Singer, P.H. Kariher, J.V. Ryan, P. Burnette // Fuel. - 2020. - V. 264. - P. 116774.

8. Namkung, H. Blending effect of sewage sludge and woody biomass into coal on combustion and ash agglomeration behavior / H. Namkung, Y.J. Lee, Ju.H. Park, G.S. Song, J.W. Choi, Y.-Ch. Choi, S.J. Park, J.G. Kim // Fuel. - 2018. - V. 225. - P. 266276.

9. Das, S. Single particle combustion studies of coal/biomass fuel mixtures / S. Das, P.K. Sarkar, S. Mahapatra // Energy. - 2021. - V. 217. - P. 119329.

10. Tabata, T. Life cycle assessment for co-firing semi-carbonized fuel manufactured using woody biomass with coal: A case study in the central area of Wakayama, Japan / T. Tabata, H. Torikai, M. Tsurumaki, Y. Genchi, K. Ukegawa // Renewable and Sustainable Energy Reviews. - 2011. - V. 15. - P. 2772-2778.

11. Guo, F. Thermogravimetric analysis on the co-combustion of biomass pellets with lignite and bituminous coal / F. Guo, Yi He, A. Hassanpour, J. Gardy, Zh. Zhong // Energy. - 2020. - V. 197. - P. 117147.

12. Rabea, K. An improved kinetic modelling of woody biomass gasification in a downdraft reactor based on the pyrolysis gas evolution / K. Rabea. S. Michailos, M. Akram, K.J. Hughes, D. Ingham, M. Pourkashanian // Energy Conversion and Management. - 2022. - V. 258. - P. 115495.

13. Saidur, R. A review on biomass as a fuel for boilers / R. Saidur, E.A. Abdelaziz, A. Demirbas, M.S. Hossain, S. Mekhilef // Renewable and Sustainable Energy Reviews. - 2011. - V. 15. - P. 2262-2289.

14. Sasaki, N. Timber production and carbon emission reductions through improved forest management and substitution of fossil fuels with wood biomass / N. Sasaki // Resources, Conservation and Recycling. - 2021. - V. 173. - P. 105737.

15. Syrodoy, S.V. Mathematical modeling of the thermochemical processes of sequestration of SOx when burning the particles of the coal and wood mixture / S.V. Syrodoy, G.V. Kuznetsov, N.Yu. Gutareva, N.A. Nigay // Renewable Energy. - 2022. -V. 185. - P. 1392-1409.

16. Umakanth, A.V. Chapter 3 - Biomass feedstocks for advanced biofuels: Sustainability and supply chain management / A.V. Umakanth, A. Datta, B.S. Reddy, S. Bardhan // Advanced Biofuel Technologies. - 2022. - P. 39-72.

17. Heskestad, G. Heat of combustion in spreading wood crib fires with application to ceiling jets / G. Heskestad // Fire Safety Journal. - 2006. - V. 41. - P. 343-348.

18. Abbasi, T. Biomass energy and the environmental impacts associated with its production and utilization/ T. Abbasi, S.A. Abbasi // Renewable and Sustainable Energy Reviews. - 2010. - V. 14. - Р. 919-937.

19. Wang, L. 2050 World and China Energy Outlook // CNPC Economics & Technology Research Institute. - 2019. - P. 1-149.

20. Nagy, G. Experimental investigation of fixed-bed pyrolysis and steam gasification of food waste blended with woody biomass / G. Nagy, Z. Dobo // Biomass and Bioenergy. - 2020. - V. 139. - P. 105580.

21. Pang, Sh. Advances in thermochemical conversion of woody biomass to energy, fuels and chemicals / Sh. Pang // Biotechnology Advances. - 2019. - V. 37. - P. 589-597.

22. Wang, X. Biogas standard system in China / X. Wang, R. Yan, Yu. Zhao, Sh. Cheng, Y. Han, Sh. Yang, Di Cai, H.P. Mang, Z. Li // Renewable Energy. - 2020. - V. 157. - P. 1265-1273.

23. Kongprasert, N. Charcoal Briquettes from Madan Wood Waste as an Alternative Energy in Thailand / N. Kongprasert, P. Wangphanich, A. Jutilarptavorn // Procedia Manufacturing. - 2019. - V. 30. - P. 128-135.

24. Stolarski, M.J. Lignocellulosic biomass from short rotation woody crops as a feedstock for second-generation bioethanol production / M.J. Stolarski, M. Krzyzaniak, M. Luczynski, D. Zaluski, S. Szczukowski, J. Tworkowski, J. Golaszewski // Industrial Crops and Products. - 2015. - V. 75. - P. 66-75.

25. Макаров, А.А. Прогноз развития энергетики мира и России 2019 / А.А. Макаров, Т.А. Митрова, В.А. Кулагин // ИНЭИ РАН - Московской школы управления Сколково. - 2019. - C. 210.

26. Sahoo, G. Biomass from trees for bioenergy and biofuels - A briefing paper / G. Sahoo, A. Sharma, A.Ch. Dash // Materials Today: Proceedings. - 2022.

27. Jastad, E.O. The role of woody biomass for reduction of fossil GHG emissions in the future North European energy sector / E.O. Jastad, T.F. Bolkesj0, E. Tromborg, P.K. R0rstad // Applied Energy. - 2020. - V. 274. - P.115360.

28. Rojas-Briales, E. Global Forest Resources Assessment 2010: Main Report / E. Rojas-Briales // Food and Agriculture Organization of the United Nations. - 2010. - P. 1-340.

29. Fargione, J. Land clearing and the biofuel carbon debt / J. Fargione, J. Hill, D. Tilman, S. Polasky, P. Hawthorne // Science. - 2008. - V. 319. - P. 1235-1238.

30. Cosic, B. Geographic distribution of economic potential of agricultural and forest biomass residual for energy use: Case study Croatia / B. Cosic, Z. Stanic, N. Duic // Energy. - 2011. - V. 36. - P. 2017-2028.

31. Zheng, Y. Bioenergy in the Canadian Prairies: Assessment of accessible biomass from agricultural crop residues and identification of potential biorefinery sites / Y. Zheng, F. Qiu // Biomass and Bioenergy. - 2020. - V. 140. - P. 105669.

32. Willer, H. The World of Organic Agriculture Statistics and Emerging Trends 2022 / H. Willer, J. Trávnícek, C. Meier, B. Schlatter // Research Institute of Organic Agriculture FiBL. - 2022. - P. 341.

33. Thomas, A. Growth dynamics of fast-growing tree species in mixed forestry and agroforestry plantations / A. Thomas, P. Priault, S. Piutti, E. Dallé, N. Marron // Forest Ecology and Management. - 2021. - V. 480. - P. 118672.

34. Степанов, В.И. Отходы лесной промышленности и их использование в национальном хозяйстве / В.И. Степанов, Н.А. Мезина // Вестник Российского экономического университета. - 2012. - №3. - С. 83-88.

35. Li, D. Understanding the relationship between biomass production and water use of Populus tomentosa trees throughout an entire short-rotation / D. Li, J. Liu, A. Verhoef, B. Xi, V. Hernandez-Santana // Agricultural Water Management. - 2021. - V. 246. - P. 106710.

36. Syrodoy, S.V. Characteristics and conditions for ignition of bio-coal mixtures based on coal and forest combustible material / S.V. Syrodoy, G.V. Kuznetsov, N.Y. Gutareva, Zh.A Kostoreva, A.A. Kostoreva, N.A. Nigay // Journal of the Energy Institute. - 2020. - V. 93. - P.1978-1992.

37. Guo, M. Bioenergy and biofuels: History, status, and perspective / M. Guo, W. Song, J. Buhain // Renewable and Sustainable Energy Reviews. - 2015. - V. 42. - P. 712-725.

38. Koshurnikova, N. Assessment of Central Siberia Forest Ecosystems Sustainability to Forest Fires: Academic Research Outcomes / N. Koshurnikova, S. Verkhovets, O. Antamoshkina, N. Trofimova, L. Zlenko, A. Zhuikov // Procedia - Social and Behavioral Sciences. - 2015. - V. 214. - P. 1008-1018.

39. Volkova, L. Impact of mechanical thinning on forest carbon, fuel hazard and simulated fire behaviour in Eucalyptus delegatensis forest of south-eastern Australia / L. Volkova, H. Bi, J. Hilton, Ch.J. Weston // Forest Ecology and Management. - 2017. - V. 405. - P. 92-100.

40. Qian, W. Opposite anomalous synoptic patterns for potential California large wildfire spread and extinguishing in 2018 cases / W. Qian, Y. Ai, J.Y. Yu, J. Du // Atmospheric Research. - 2021. - V. 262. - P. 105804.

41. Byrne, Т. Trump on California wildfires: «You got to get rid of the leaves» [Электронный ресурс] / Т. Byrne // Politics San Francisco Chronicle. - 2020. - Режим доступа: https://www.sfchronicle.com/politics/article/Trump-on-California-fires-You-got-to-get-rid-15500115.php.

42. Clinton, N.E. Quantification of pollutants emitted from very large wildland fires in Southern California / N.E. Clinton, P. Gong, K. Scott // Atmospheric Environment. - 2006. - V. 40, No. 20. - P. 3686- 3695.

43. Martinez-Valencia, L. Biomass supply chain equipment for renewable fuels production: A review / L. Martinez-Valencia, D. Camenzind, M. Wigmosta, M. Garcia-Perez, M. Wolcott // Biomass and Bioenergy. - 2021. - V. 148. - P. 106054.

44. Chiniforush, A.A. Water vapor diffusivity of engineered wood: Effect of temperature and moisture content / A.A. Chiniforush, H. Valipour, A. Akbarnezhad // Construction and Building Materials. - 2019. - V. 224. - P. 1040-1055.

45. Липов, Ю.М. Котельные установки и парогенераторы / Ю.М. Липов, Ю.М. Третьяков. - М.: Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2003. - 592 с.

46. Рихтер, Л.А. Газовоздушные тракты тепловых электростанций / Л.А. Рихтер. - М.: Энергия, 1969. - 272 с.

47. Xue, K. Development of a novel power generation system based on the co-combustion of agriculture biomass and sludge integrated with solar-aided sludge drying / K. Xue, J. Li, H. Chen, G. Xu, T. Liu // Energy Conversion and Management. - 2022. -V. 253, No. 1. - P. 115185.

48. Yank, A. Physical properties of rice husk and bran briquettes under low pressure densification for rural applications / A. Yank, M. Ngadi, R. Kok // Biomass and Bioenergy. - 2016. - V. 84. - P. 22-30.

49. Salema, A.A. Pyrolysis of corn stalk biomass briquettes in a scaled-up microwave technology / A.A. Salema, M.T. Afzal, L. Bennamoun // Bioresource Technology. - 2017. - V. 233. - P. 353-362.

50. Лакомкин, В.Ю. Тепломассообменное оборудование предприятий (Сушильные установки): учебное пособие / В.Ю. Лакомкин, С.Н. Смородин, Е.Н. Громова // Высшая школа технологии и энергетики СПбГУПТД. - 2016. - С. 142.

51. Chitawo, M.L. Modelling sustainability of primary forest residues-based bioenergy system / M.L. Chitawo, A.F.A. Chimphango, S. Peterson // Biomass and Bioenergy. - 2018. - V. 108. - P. 90-100.

52. Laurén, A. Improving the financial performance of solid forest fuel supply using a simple moisture and dry matter loss simulation and optimization / A. Laurén, A. Asikainen, J.P. Kinnunen, M. Palviainen, L. Sikanen // Biomass and Bioenergy. - 2018. - V. 116. - P. 72-79.

53. World Energy Balances 2020: Overview // International Energy Agency. -2020. - Р. 157.

54. Paris, A. On the link between oil and agricultural commodity prices: Do biofuels matter? / A. Paris // International Economics. - 2018. - V. 155. - P. 48-60.

55. Schicks, J.M. Development, test, and evaluation of exploitation technologies for the application of gas production from natural gas hydrate reservoirs and their potential application in the Danube Delta, Black Sea / J.M. Schicks, M. Haeckel, G.

Janicki, E. Spangenberg, J. Thaler, R. Giese, B. Strauch, K. Heeschen and K. Wallmann // Marine and Petroleum Geology. - 2020. - V. 120. - P. 104488.

56. Paraschiv, S. Trends of carbon dioxide (CO2) emissions from fossil fuels combustion (coal, gas and oil) in the EU member states from 1960 to 2018 / S. Paraschiv, L.S. Paraschiv // Energy Reports. - 2020. - V. 6. - P. 237-242.

57. Fitzpatrick, J.J. Environmental sustainability assessment of using forest wood for heat energy in Ireland / J.J. Fitzpatrick // Renewable and Sustainable Energy Reviews. - 2016. - V. 57. - P. 1287-1295.

58. Dresselhaus, M.S. Alternative energy technologies / M.S. Dresselhaus, I.L. Thomas // Nature. - 2001. - V. 414. - P. 332-337.

59. Titova, E.S. Analysis of the biofuel production regulation in Russia and in the world / E.S. Titova, E.D. Sivak // Russian Journal of Resources, Conservation and Recycling. - 2020. - V. 7, No. 1. - P. 1 - 27.

60. Titova, E.S. Biofuel Application as a Factor of SustainableDevelopment Ensuring: The Case of Russia / E.S. Titova // Energies. - 2019. - V. 12. - P. 1-30.

61. Shafie, S.M. A review on paddy residue based power generation: Energy, environment and economic perspective / S.M. Shafie // Renewable and Sustainable Energy Reviews. - 2016. - V. 59. - P. 1089-1100.

62. Adeleke, A.A. Tumbling strength and reactivity characteristics of hybrid fuel briquette of coal and biomass wastes blends / A.A. Adeleke, J.K. Odusote, P.P. Ikubanni, O.O. Agboola, A.O. Balogun, O.A. Lasode // Alexandria Engineering Journal. - 2021. -V. 60. - P. 4619-4625.

63. Fernández, M.J. Sintering reduction of herbaceous biomass when blended with woody biomass: predictive and combustion tests / M.J. Fernández, I. Mediavilla, R. Barro, E. Borjabad, R. Ramos, J.E. Carrasco // Fuel. - 2019. - V. 239. - P. 1115-1124.

64. Hansen, K. Full energy system transition towards 100% renewable energy in Germany in 2050 / K. Hansen, B.V. Mathiesen, I.R. Skov // Renewable and Sustainable Energy Reviews. - 2019. - V. 102. - P. 1-13.

65. Cadillo-Benalcazar, J.J. Why does the European Union produce biofuels? Examining consistency and plausibility in prevailing narratives with quantitative

storytelling / J.J. Cadillo-Benalcazar, S.G.F. Bukkens, M. Ripa, M. Giampietro // Energy Research & Social Science. - 2021. - V. 71. - P. 101810.

66. Liu, Z. Game theory-based renewable multi-energy system design and subsidy strategy optimization / Z. Liu, Sh. Wang, M.Q. Lim, M. Kraft, X. Wang // Advances in Applied Energy. - 2021. - V. 2. - P. 100024.

67. Safarzadeh, S. A review of optimal energy policy instruments on industrial energy efficiency programs, rebound effects, and government policies / S. Safarzadeh, M. Rasti-Barzoki, S.R. Hejazi // Energy Policy. - 2020. - V. 139. - P. 111342.

68. Taskhiri, M.S. Optimising cascaded utilisation of wood resources considering economic and environmental aspects / M.S. Taskhiri, H. Jeswani, J. Geldermann, A. Azapagic // Computers & Chemical Engineering. - 2019. - V. 124. - P. 302-316.

69. Kuznetsov, G.V. Mathematical modeling of the thermochemical processes of nitrogen oxides sequestration during combustion of wood-coal mixture particles / G.V. Kuznetsov, S.V. Syrodoy, N.Yu. Gutareva, N.A. Nigay // Journal of the Energy Institute.

- 2021. - V. 96. - P. 280-293.

70. Nie, A. An environmental and economic assessment from bioenergy production and biochar application / A. Nie, Sh. Kung, H. Li, L. Zhang, X. He, Ch.Ch. Kung // Journal of Saudi Chemical Society. - 2021. - V. 25. - P. 101173.

71. Guerin, T.F. Tactical problems with strategic consequences: A case study of how petroleum hydrocarbon suppliers support compliance and reduce risks in the minerals sector / T.F. Guerin // Resources Policy. - 2021. - V. 74. - P. 102310.

72. Mutezo, G. A review of Africa's transition from fossil fuels to renewable energy using circular economy principles / G. Mutezo, J. Mulopo // Renewable and Sustainable Energy Reviews. - 2021. - V. 137. - P. 110609.

73. Xu, Ch. 1.19 Biomass Energy / Ch. Xu, B. Liao, Sh. Pang, L. Nazari, N. Mahmood, M.S. Tushar, A. Dutta, M.B. Ray // Comprehensive Energy Systems. - 2018.

- V. 1. - P. 770-794.

74. Hoekman, S.K. Biofuels in the U.S. - Challenges and Opportunities / S.K. Hoekman // Renewable Energy. - 2009. - V. 34. - P. 14-22.

75. Demirbas, M.F. Potential contribution of biomass to the sustainable energy development / M.F. Demirbas, M. Balat, H. Balat // Energy Conversion and Management.

- 2009. - V. 50. - P. 1746-1760.

76. Moiseyev, A. An economic analysis of the potential contribution of forest biomass to the EU RES target and its implications for the EU forest industries / A. Moiseyev, B. Solberg, A.M.I. Kallio, M. Lindner // Journal of Forest Economics. - 2011.

- V. 17. - P. 197-213.

77. Verkerk, H. The realisable potential supply of woody biomass from forests in the European Union / H. Verkerk, P. Anttila, J. Eggers, M. Lindner, A. Antii // Forest Ecology and Management. - 2011. - V. 261. - P. 2007 - 2015.

78. Kober, T. Global energy perspectives to 2060 - WEC's World Energy Scenarios 2019 / T. Kober, H.-W. Schiffer, M. Densing, E. Panos // Energy Strategy Reviews. -2020. - V. 31. - P. 100523.

79. Quintana-Rojo, C. Econometric Studies on the Development of Renewable Energy Sources to Support the European Union 2020-2030 Climate and Energy Framework: A Critical Appraisal / C. Quintana-Rojo, F.E. Callejas-Albiñana, M.Á. Tarancón, I. Martínez-Rodríguez // Sustainability. - 2020. - V. 12. - P. 4828.

80. Gao, J. An integrated assessment of the potential of agricultural and forestry residues for energy production in China / J. Gao, A. Zhang, S.K. Lam, X. Zhang, A.M. Thomson, E. Lin, K. Jiang, L.E. Clarke, J.A. Edmonds, P.G. Kyle, S. Yu, Y. Zhou // GCB Bioenergy. - 2016. - V. 8. - P. 880 - 8931.

81. Solarte-Toro, J.C. Thermochemical processing of woody biomass: A review focused on energy-driven applications and catalytic upgrading / J.C. Solarte-Toro, J.A. González-Aguirre, Jh.A.P. Giraldo, C.A.C. Alzate // Renewable and Sustainable Energy Reviews. - 2021. - V. 136. - P. 110376.

82. Albashabsheh, N.T. Optimization of lignocellulosic biomass-to-biofuel supply chains with densification: Literature review / N.T. Albashabsheh, J.L.H. Stamm // Biomass and Bioenergy. - 2021. - V. 144. - P. 105888.

83. Суханов, В.С. Доступные биоэнергетические ресурсы в лесопромышленном комплексе России [Электронный ресурс] / В.С. Суханов, А.Б.

Левин // Министерство промышленности и торговли российской федерации. Государственный научный центр лесопромышленного комплекса ФГУП «ГНЦ ЛПК». - 2010. - Режим доступа: https://www.slideshare.net/atner/4-7966789.

84. Kindermann, L. A new protocol for estimation of woody aboveground biomass in disturbance-prone ecosystems / L. Kindermann, M. Dobler, D. Niedeggen, A. Linstadter // Ecological Indicators. - 2022. - V. 135. - P. 108466.

85. Dogan, E. Analyzing the effects of real income and biomass energy consumption on carbon dioxide (CO2) emissions: empirical evidence from the panel of biomass-consuming countries / E. Dogan, R. Inglesi-Lotz // Energy. - 2017. - V. 138. -P. 721-727.

86. Bilgili, F. The influence of biomass energy consumption on CO2 emissions: a wavelet coherence approach / F. Bilgili, i. Ozturk, E. Ko?ak, U. Bulut, Y. Pamuk, E. Mugaloglu, H.H. Baglita§ // Environmental Science and Pollution Research. - 2016. - V. 23. - P. 19043-19061.

87. Manandhar, A. Chapter Eighteen - Solid biofuels / A. Manandhar, S.H. Mousavi-Avval, J. Tatum, E. Shrestha, P. Nazemi, A. Shah // Biomass, Biofuels, Biochemicals Green-Economy: Systems Analysis for Sustainability. - 2021. - P. 343370.

88. Brandao, P.Ch. Forest biomass as a viable pathway for sustainable energy supply in isolated villages of Amazonia / P.Ch. Brandao, A.L. de Souza, P. Rousset, F.N.Be. Simas, B.A.F. de Mendon5a // Environmental Development. - 2021. - V. 37. -P. 100609.

89. Briones-Hidrovo, A. Environmental and energy performance of residual forest biomass for electricity generation: Gasification vs. combustion / A. Briones-Hidrovo, J. Copa, L.A.C. Tarelho, C. Gon5alves, T.P. da Costa, A.C. Dias // Journal of Cleaner Production. - 2021. - V. 289. - P. 125680.

90. Simon, F. Modelling and simulation of the wood biomass supply from the sustainable management of natural forests / F. Simon, A. Girard, M. Krotki, J. Ordonez // Journal of Cleaner Production. - 2021. - V. 282. - P. 124487.

91. Древесина как источник энергии в регионе ЕЭК ООН: данные, тенденции и перспективы в Европе [Электронный ресурс]. - М.: Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций. - 2018. - Режим доступа: https://unece.org/DAM/timber/publications/SP-42-R.pdf.

92. Lee, B.H. Effect of torrefaction and ashless process on combustion and NOx emission behaviors of woody and herbaceous biomass / B.H. Lee, L.Sh, D.-G. Lee, Ch.-H. Jeon // Biomass and Bioenergy. - 2021. - V. 151. - P. 106133.

93. Lela, B. Cardboard/sawdust briquettes as biomass fuel: Physical-mechanical and thermal characteristics / B. Lela, M. Barisic, S. Nizetic // Waste Management. - 2016. - V. 47. - P. 236-245.

94. Fogarasi, S. Assessment of coal and sawdust co-firing power generation under oxy-combustion conditions with carbon capture and storage / S. Fogarasi, C.C. Cormos // Journal of Cleaner Production. - 2017. - V. 142. - P. 3527-3535.

95. Marangwanda, G.T. Modelling Co-Combustion of Bituminous Coal and Pine Sawdust: Thermal Behaviour / G.T. Marangwanda, D.M. Madyira, H.C. Chihobo, T.O. Babarinde // Fuel Communications. - 2021. - V. 31. - P. 100035.

96. Zhang, X. A feedstock supply model integrating the official organization for China's biomass generation plants /X. Zhang, K. Luo, Q. Tan // Energy Policy. - 2016. -V. 97. - P. 276 - 290.

97. Дольд, А. Лекции по алгебраической топологии / А. Дольд. - М.: Мир, 1976. - 68 с.

98. Hao, H. Effect of heat flux on combustion of different wood species / H. Hao, Ch.L Chow, D. Lau // Fuel. - 2020. - V. 278. - P. 118325.

99. Mirkowski, Z. Petrographic composition of coals and products of coal combustion from the selected combined heat and power plants (CHP) and heating plants in Upper Silesia, Poland / Z. Mirkowski, I. Jelonek // International Journal of Coal Geology. - 2019. - V. 201. - P. 102-108.

100. Striugas, N. Estimating the fuel moisture content to control the reciprocating grate furnace firing wet woody biomass / N. Striugas, L. Vorotinskiene, R. Paulauskas,

R. Navakas, A. Dziugys, L. Narbutas // Energy Conversion and Management. - 2017. -V. 149. - P. 937-949.

101. Семенов, Ю.П. Лесная биоэнергетика / Ю.П. Семенов. - М.: ГОУ ВПО МГУЛ, 2008. - 350 с.

102. Разрезы древесины. Структура древесины и её особенности строения [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.masterovoi.ru/stroy-mat/struktura-drevesiny.

103. Лыков, А.В. Теория сушки / А.В. Лыков. - М.: Энергия, 1968. - 472 с.

104. Kongto, P. Enhancing the fuel properties of rubberwood biomass by moving bed torrefaction process for further applications / P. Kongto, A. Palamanit, S. Chaiprapat, N. Tippayawong // Renewable Energy. - 2021. - V. 170. - P. 703-713.

105. Barskov, S. Torrefaction of biomass: A review of production methods for biocoal from cultured and waste lignocellulosic feedstocks / S. Barskov, M. Zappi, P. Buchireddy, S. Dufreche, J. Guillory, D, Gang, R. Hernandez, R. Bajpai, J. Baudier, R. Cooper, R. Sharp // Renewable Energy. - 2019. - V. 142. - P. 624-642.

106. Adamski, R. Influence of process parameters in superheated steam drying on fire and explosion parameters of woody biomass / R. Adamski, D. Siuta, B. Kukfisz, P.T. Mitkowski, W. Szaferski // Fuel Processing Technology. - 2021. - V. 211. - P. 106597.

107. ГОСТ 19773-84. Пиломатериалы хвойных и лиственных пород. Режимы сушки в камерах периодического действия. Межгосударственный стандарт. - М.: Стандартинформ. 2009.

108. Лоскутов, С.Р. Термический анализ древесины основных лесообразующих пород средней Сибири / С.Р. Лоскутов, О.А. Шапченкова, А.А. Анискина // Сибирский лесной журнал. - 2015. - № 6. - С. 17-30.

109. Pascoe, S. The discourses of climate change science: Scientific reporting, climate negotiations and the case of Papua New Guinea / S. Pascoe, Sh. Brincat, A, Croucher // Global Environmental Change. - 2019. - V. 54. - P. 78-87.

110. Bressand, A. How the decarbonisation discourse may lead to a reduced set of policy options for climate policies in Europe in the 2020s / A. Bressand, P. Ekins // Energy Research & Social Science. - 2021. - V. 78. - 102118.

111. Iacobu^a, G.I. Aligning climate and sustainable development finance through an SDG lens. The role of development assistance in implementing the Paris Agreement / G.I. Iacobu^a, C. Brandi, A. Dzebo, S.D.E. Duron // Global Environmental Change. -2022. - V. 74. - P. 102509.

112. Delafield, G. Conceptual framework for balancing society and nature in net-zero energy transitions / G. Delafield, C. Donnison, Ph. Roddis, Th. Arvanitopoulos, A. Sfyridis, S. Dunnett, Th. Ball, K.G. Logan // Environmental Science & Policy. - 2021. -V. 125. - P. 189-201.

113. Илим. Миссия от дерева к бумаге [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.ilimgroup.ru.

114. Рябинина, О. Одна из крупнейших лесопильных компаний России [Электронный ресурс] / О. Рябинина // Журнал профессионалов ЛПК. - Режим доступа: https://lesprominform.ru/jarticles.html?id=4487.

115. Стратегия развития лесного комплекса Российской Федерации до 2030 года [Электронный ресурс]. - М.: Министерство промышленности и торговли Российской Федерации. - 2017. - Режим доступа: https://minpromtorg.gov.ru/common/upload/files/docs/Project_les2030_20102017.pdf

116. Онежский ЛДК [Электронный ресурс]. - М.: Ассоциация производителей машин и оборудования лесопромышленного комплекса. - Режим доступа: https://alestech.ru/factory/64-onezhskiyk.

117. 96/05114 Parallel powering for Avedore 2 power plant // Fuel and Energy Abstracts. - 1996. - V. 37. - Р.359.

118. Cheng, W. Effect of spatial distribution and number of raw material collection locations on the transportation costs of biomass thermal power plants / W. Cheng, Y. Zhang, P. Wang // Sustainable Cities and Society. - 2020. - V. 55. - P. 102040.

119. Asfar, J.A. Thermodynamic analysis of a biomass-fired lab-scale power plant / J.A. Asfar, A. AlShwawra, N.A. Shaban, M. Alrbai, B.R. Qawasmeh, A. Sakhrieh, M.A. Hamdan, O. Odeh // Energy. - 2020. - V. 194. - P. 116843.

120. Kinoshita, T. Woody biomass supply potential for thermal power plants in Japan / T. Kinoshita, T. Ohki, Y. Yamagata // Applied Energy. - 2010. - V. 87. - P. 29232927.

121. Goerndt, M.E. Drivers of biomass co-firing in U.S. coal-fired power plants / M.E. Goerndt, F.X. Aguilar, K. Skog // Biomass and Bioenergy. - 2013. - V. 58. - P. 158-167.

122. Энергия из биомассы [Электронный ресурс]. - Polytechnik Biomass Energy. - Режим доступа: https://biomass.polytechnik.com/ru.

123. Lisbjerg Power Station [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://ru.myclhs.org/871660-lisbjerg-power-station-LLEMNU.

124. BEKW Bioenergiekraftwerk Emsland - Strom und Wärme aus Stroh [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.bekw.de.

125. Asn^s (Аснес) - электростанция на биомассе [Электронный ресурс]. -Возобновляемая энергия и ресурсы. - 2020. - Режим доступа: http://renewnews .ru/ asnaes.

126. Farvel til kul til fjernvarmen [Электронный ресурс]. - Sustainable district heating from HOFOR. - Режим доступа: https://www.hofor.dk/baeredygtige-byer/amagervaerket/baeredygtig-biomasse-paa-amagervaerket/farvel-kul-fjernvarmen.

127. Зимаков, А.В. Опыт Швеции по экологизации системы городского центрального теплоснабжения на примере ТЭЦ «Вяртаверкет» / А.В. Зимаков // Жилищные стратегии. - 2018. - Т. 5. - № 3. - С. 383-398.

128. McQueen, А. Colossal power by the sea [Электронный ресурс] / А. McQueen // Evoiution Technology Magazine from SLF. - 2019. - Режим доступа: https://evolution.skf.com/ru.

129. Электростанция Бёблинген, работающая на биомассе [Электронный ресурс] // Cristof industries. - 2008. - Режим доступа: https://www.christof.com/ru/projekt/stantsiya-biomassy-beblingena-herman.

130. Wiltsee, G. Lessons Learned from Existing Biomass Power Plants / G. Wiltsee // National Renewable Energy Laboratory. - 2000. - P. 143.

131. Станция на биомассе Фехенхайм [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.christof.com/ru/projekt/stantsiya-biomassa-fechenheim.

132. Sung, Y. Synergistic effect of co-firing woody biomass with coal on NOx reduction and burnout during air-staged combustion / Y. Sung, S. Lee, Ch. Kim, D. Jun, Ch. Moon, G. Choi, D. Kim // Experimental Thermal and Fluid Science. - 2016. - V. 71. - P. 114-125.

133. Янковский, С.А. Особенности физико-химических превращений смесевых топлив на основе типичных каменных углей и древесины при нагреве / С.А. Янковский, Г.В. Кузнецов // Химия твердого топлива. - 2019. - № 1. - С. 2633.

134. Deng, Zh. A literature research on the drying quality of agricultural products with using solar drying technologies / Zh. Deng, M. Li, T. Xing, J. Zhang, Y. Wang, Y. Zhang // Solar Energy. - 2021. - V. 229. - P. 69-83.

135. Stahl, M. Industrial processes for biomass drying and their effects on the quality properties of wood pellets / M. Stahl, K. Granstrom, J. Berghel, R. Renstrom // Biomass and Bioenergy. - 2004. - V. 27. - P. 621-628.

136. Resende, R.T. Air-drying of eucalypts logs: Genetic variations along time and stem profile / R.T. Resende, A.C.O. Carneiro, R.A.D.C. Ferreira, K.N. Kuki, R.U. Teixeira, U.R. Zaidan, R.D. Santos, H.G. Leite, M.D.V. Resende // Industrial Crops and Products. - 2018. - V. 124. - P. 316-324.

137. Koga, S. Drying on the Board- and Boxed Heart Squares-larch Lumbers within an Opaque Solar Drying House Covered by a Composite Surface / S. Koga, K. Kanayama, H. Tsuchihashi, H. Baba, T. Sugawara // Energy Procedia. - 2014. - V. 57. -P. 2966-2975.

138. Pang, Sh. Investigation of effects of wood variability and rheological properties on lumber drying: application of mathematical models / Sh. Pang // Chemical Engineering Journal. - 2002. - V. 86. - P. 103-110.

139. Bach, Q.V. Hydrothermal pretreatment of fresh forest residues: Effects of feedstock pre-drying / Q.V. Bach, K.Q. Tran, 0. Skreiberg // Biomass and Bioenergy. -2016. - V. 85. - P. 76-83.

140. Hofmann, N. Drying effects and dry matter losses during seasonal storage of spruce wood chips under practical conditions / N. Hofmann, T. Mendel, F. Schulmeyer, D. Kuptz, H. Borchert, H. Hartmann // Biomass and Bioenergy. - 2018. - V. 111. - P. 196-205.

141. Theppaya, T. Parameters influencing drying behavior of rubber wood (hevea brazilliensis) as determined from desorption experiment / T. Theppaya, S. Prasertsan // Drying Technology. - 2002. - V. 20. - P. 507-525.

142. Li, L. Microwave drying performance of lignite with the assistance of biomass-derived char / L. Li, X. Jiang, Zh. Bian, J. Wang, F. Wang, Zh. Song, X. Zhao, Ch. Ma // Drying Technology. - 2017. - V. 37. - P. 173-785.

143. Jia, D. Biomass drying in a pulsed fluidized bed without inert bed particles / D. Jia, X. Bi, C.J. Lim, S. Sokhansanj, A. Tsutsumi // Fuel. - 2016. - V. 186. - P. 270284.

144. Babu, A.K. Review of leaf drying: Mechanism and influencing parameters, drying methods, nutrient preservation, and mathematical models / A.K. Babu, G. Kumaresan, V.A. Raj, R. Velraj // Renewable and Sustainable Energy Reviews. - 2018. - V. 90. - P 536-556.

145. Ashtiani, S.M. Analyzing drying characteristics and modeling of thin layers of peppermint leaves under hot-air and infrared treatments / S.M. Ashtiani, A. Salarikia, M.R. Golzarian // Information Processing in Agriculture. - 2017. - V. 4. - P. 128-139.

146. Pin, K.Y. Drying of betel leaves (Piper betle L.): quality and drying kinetics / K.Y. Pin, T.G. Chuah, A.A. Rashih, C.L. Law, M.A. Rasadah, T.S.Y. Choong // Drying Technology. - 2009. - V. 27. - P. 149-155.

147. Nourhene, B. Experimental and mathematical investigations of convective solar drying of four varieties of olive leaves / B. Nourhene, K. Mohammed, K. Nabil // Food and Bioproducts Processing. - 2008. - V. 86. - P. 176-184.

148. Mohamed, L.A. Single layer solar drying behaviour of Citrus aurantium leaves under forced convection / L.A. Mohamed, M. Kouhila, A. Jamali, S. Lahsasni, N. Kechaou, M. Mahrouz // Energy Conversion and Management. - 2005. - V. 46. - P. 1473-1483.

149. Boudhrioua, N.M. Experimental and mathematical investigations of convective solar drying of four varieties of olive leaves / N.M. Boudhrioua, M. Kouhila, N. Kechaou // Food and Bioproducts Processing. - 2008. - V. 86. - P. 176-184.

150. Ahmed, J. Drying characteristics and product quality of coriander leaves / J. Ahmed, U.S. Shivhare, G. Singh // Food and Bioproducts Processing. - 2001. - V. 79. -P. 103-106.

151. Kaya, A. An experimental study on drying kinetics of some herbal leaves / A. Kaya, O. Aydin // Energy Conversion and Management. - 2009. - V. 50. - P. 118-124.

152. Ali, M.A. Drying kinetics and colour analysis of moringaoleifera leaves / M.A. Ali, Y.A. Yusof, N.L. Chin, M.N. Ibrahim, S.M.A. Basra // Agriculture and Agricultural Science Procedia. - 2014. - V. 2. - P. 394-400.

153. Defraeye, T. Insights in convective drying of fruit by coupled modeling of fruit drying, deformation, quality evolution and convective exchange with the airflow / T. Defraeye, A. Radu // Applied Thermal Engineering. - 2018. - V. 129. - P. 1026-1038.

154. Baranovskii, N.V. Ignition of Forest Combustible Materials by a Group of Crystallizing Metal Particles / N.V. Baranovskii // Journal of Engineering Physics and Thermophysics. - 2020. - V. 93. - P. 635-640.

155. Kim, D. Numerical analysis of convective drying of a moving moist object / D. Kim, G. Son, S. Kim // International Journal of Heat and Mass Transfer. - 2016. - V. 99. - P. 86-94.

156. Manriquez, M.J. Influence of the temperature on the compression strength parallel to grain of parica / M.J. Manriquez, P.D. Moraes // Construction and Building Materials. - 2010. - V. 24. - P. 99-104.

157. Shao, H. Factor analysis of the influence of environmental conditions on VOC emissions from medium density fibreboard and the correlation of the factors with fitting parameters / H. Shao, Y. Ren, Y. Zhang, Ch. Wu, W. Lia, J. Liu // RSC Advances. -2021. - V. 11. - P. 26151-26159.

158. Zou, S. Experimental research on an innovative sawdust biomass-based insulation material for buildings / S. Zou, H. Li, Sh. Wang, R. Jiang, J. Zou, X. Zhang, L. Liu, G. Zhang // Journal of Cleaner Production. - 2020. - V. 260. - P. 121029.

159. Chen, X. Numerical analysis on the transient measurement of gas temperature in porous material using thermocouples at high temperatures / X. Chen, X.L. Xia, Ch. Sun, Y. Li // International Journal of Heat and Mass Transfer. - 2015. - V. 91. - P. 10601068.

160. Tang, Y. Experimental investigations and analysis of wet porous sand layer air-drying process / Y. Tang, Y. Zhang, J. Min // International Journal of Heat and Mass Transfer. - 2019. - V. 143. - P. 118535.

161. Redko, T. Measurement of the times for pyrolysis and the thermal diffusivity of a pyrolysing particle of wood and also of the resulting char / T. Redko, A. Volford, E.J. Marek, S.A. Scott, A.N. Hayhurst // Combustion and Flame. - 2020. - V. 212. - P. 510-518.

162. Myllyma, T. Techno-economic evaluation of biomass drying in moving beds: The effect of drying kinetics on drying costs / T. Myllyma, H. Holmberg, P. Ahtila // Drying Technology. - 2019. - V. 37. - P. 1201-1214.

163. Bengtsson, P. Experimental Analysis of Low-Temperature Bed Drying of Wooden Biomass Particles / P. Bengtsson // Drying Technology. - 2008. - V. 26. - P. 602-610.

164. Lerman, P. Experimental method for designing a biomass bed dryer / P. Lerman, O. Wennberg // Biomass and Bioenergy. - 2011. - V. 35. - P. S31-S39.

165. Красников В.В. Механизм сушки целлюлозы на нагретой поверхности / В.В. Красников, В.А. Данилов // Инженерно-физический журнал. - 1966. - Т. 11. -№4. - С. 36-40.

166. Лыков, A.B. Тепло- и массообмен в процессах сушки / A.B. Лыков. - М.: Госэнергоиздат, 1956. - 464 с.

167. Schenck, H. Theories of engineering experimentation / H. Schenck. - London: McGraw-Hill, 1968. - 118 p.

168. Student. The probable error of a mean / Student // Biometrika. - 1908. - V. 6. - P. 1-25.

169. Han, Sh. Preparation of hydrophobic, porous, and flame-resistant lignocellulosic carbon material by pyrolyzing delignified wood / Sh. Han, J. Wang, L. // Vacuum. - 2022. - V. 197. - P. 110867.

170. Романовский, В.И. Применения математической статистики в опытном деле / В.И. Романовский. - М.: Гостехиздат, 1947. - 248 с.

171. Арнольд, В.И. Топологические методы в гидродинамике / В.И. Арнольд, Б.А. Хесин. - М.: МЦНМО, 2007. - 392 с.

172. Муромкин, Ю.Н. Подготовка топлива в системе топливно-транспортного хозяйства ТЭС / Ю.Н. Муромкин, C.r. Ушаков, Б.Л. Шелыгин // ГОУ ВПО Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина. - 2004. - С. 116.

173. Awadalk, H.S.F. Mathematical modelling and experimental verification of wood drying process / H.S.F. Awadalk, A.F. El-Dib, M.A. Mohamad, M. Reuss, H.M.S. Hussein // Energy Conversion and Management. - 2004. - V. 45. - P. 197-207.

174. Knudsen, M. Die maximale Verdampfungsgeschwindigkeit des Quecksilbers Martin Knudsen / M. Knudsen // Annalen der Physik und Chemie. - 1911. - V.

35. - P. 389.

175. Langmuir, I. Chem. Soc. - 1913. - V. 35. - P. 105.

176. Hertz, H. Ueber die Verdunstung der Flüssigkeiten, insbesondere des Quecksilbers, im luftleeren Raume / H. Herz // Annalen der Physik und Chemie. - 1882. - V. 17. - P. 177.

177. Maxwell, J.C. Collected Scientific Papers. (Cambridge). - 1890. - V. 2. - P.

625.

178. Кришер, О. Научные основы техники сушки / О. Кришер. - М.: Иностранная литература, 1961. - 232 с.

179. Ребиндер, П.А. О формах связи влаги с материалами в процессе сушки / П.А. Ребиндер. - М.: Всесоюзное научно-техническое совещание по сушке, 1958. -20-33 с.

180. Исаченко, В. П. К вопросу о тепло- и массообмене при испарении воды из пористой стенки / В.П. Исаченко, В.В. Взоров // Инженерно-физический журнал. - 1964. - Т. 7. - №2. - С. 117.

181. Лотов, А.В. Конспект лекций по теории и методам многокритериальной оптимизации / А.В. Лотов, И.И. Поспелова. - М.: Учебное пособие, 2005. -127 с.

182. Rivkin, S.L. Thermophysical properties of water and water vapor, Thermal properties of water and steam / S.L. Rivkin, A.A. Aleksandrov. - M.: 1980. -13 с.

183. Козлов, В.Н. Технология пирогенетической переработки древесины / В.Н. Козлов, А.А. Нимвицкий. - М.: Гослесбумиздат, Ленинград. 1954. - 65 с.

184. Syrodoy, S.V. The influence of the structure heterogeneity on the characteristics and conditions of the coal-water fuel particles ignition in high temperature environment / S.V. Syrodoy, G.V. Kuznetsov, A.V. Zhakharevich, N.Y. Gutareva, V.V. Salomatov // Combustion and Flame. - 2017. - V. 180. - P. 196 - 206.

185. Zhdanova, A.O. Thermophysical and thermokinetic characteristics of forest combustible materials / A.O. Zhdanova, S.S. Kralinova, G.V., Kuznetsov, P.A. Strizhak // Journal of engineering physics and thermophysics. - 2019. - V. 92. - P. 1355-1363.

186. Reid, R.C. The properties of gases and liquids / R.C. Reid, J.M. Prausnitz, B.E. Poling. - New York: McGraw-Hill, 1977. - 688 p.

187. Peralta, P.N. Wood: Diffusion and Permeability / P.N. Peralta, Sh. Sivarajan // Reference Module in Materials Science and Materials Engineering. - 2018.

188. Salomatov, V. Effect of high-temperature gas flow on ignition of the water-coal fuel particles / V. Salomatov, G. Kuznetsov, S. Syrodoy, N. Gutareva // Combustion and Flame. - 2019. - V. 203. - P. 375-385.

189. Просветов, В.В. К вопросу о давлении пара на жидкость при испарении и конденсации / В.В. Просветов, Л.М. Пророк. - М.: Физико-энергетический институт, 1976. - 20 с.

190. Maxwell, J.C. On Physical Lines of Force / J.C. Maxwell // Philosophical Magazine: Ser. 4. - 1862. - V. 11. - P. 161-175.

191. Фукс, Н.А. Испарение и рост капель в газообразной среде / Н.А. Фукс. -М.: Издательство Академии наук СССР. - 1958. - 89 с.

192. Kuznetsov, G.V. A comparative analysis of the characteristics of the water removal processes in preparation for incineration of typical wood waste and forest combustible materials / G.V. Kuznetsov, N.A. Nigay, S.V. Syrodoy, N.Yu. Gutareva, D.Yu. Malyshev // Energy. - 2021. - P. 122362.

193. Анохина, Е.В. Исследование процессов испарения и кипения жидкостей / Е.В. Анохина // Журнал технической физики. - 2010. - Т. 80. - №8. - С. 32-37.

194. Михайлов, Н.М. Вопросы сушки топлива на электростанциях / Н.М. Михайлов. - М.: Госэнергоиздат. - 1957. - 152 с.

195. Kuznetsov, G.V. Influence of biomass type on its characteristics of convective heating and dehydration / G.V. Kuznetsov, N.A. Nigay, S.V. Syrodoy, N.Yu. Gutareva // Energy Reports. - 2021. - V. 7. - P. 7118-7133.

196. Нигай Н.А. Влияние плотности засыпки древесной биомассы на характеристики её сушки в условиях высокотемпературного нагрева / С.В. Сыродой // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. - 2021. - Т. 332. № 6. 90-97.

197. Сажин, Б.С. Основы техники сушки / Б.С. Сажин. - М.: Химия. - 1984. -

320 с.

198. Филоненко, Г.К. Кинетика сушильных процессов / Г.К. Филоненко. - М.: Оборониздат. - 1939. - 138 с.

199. ГОСТ Р 54220-2010 (ЕН 14961-1:2010). Биотопливо твердое. Технические характеристики и классы топлива. - М.: Стандартинформ. 2012.

200. Kuznetsov, G.V. Features of the processes of heat and mass transfer when drying a large thickness layer of wood biomass / G.V. Kuznetsov, S.V. Syrodoy, N.A. Nigay, V.I. Maksimov, N.Yu. Gutareva // Renewable Energy. - 2021. - V. 169. - P. 498511.

201. Шершнев, А.А. Теплоэнергетика. Некролог / А.А. Шершнев. - М.: Энергомашиностроение. - 1959. - 48 с.

202. Kuznetsov, G.V. Ignition of the wood biomass particles under conditions of near-surface fragmentation of the fuel layer / G.V. Kuznetsov, S.V. Syrodoy, N.Y. Gutareva, A.A. Kostoreva, Zh.A. Kostoreva // Fuel. - 2019. - V. 252. - P. 19-36.

203. Kuznetsov, G.V. The effect of the distance between wood and coal particles on the characteristics of their joint ignition under conditions of high-temperature radiation-convective heating / G.V. Kuznetsov, S.V. Syrodoy, Zh.A. Kostoreva, D.V. Malyshev, N. Yu Gutareva // Journal of the Energy Institute. - 2021. - V. 97. - P. 13-26.

204. Kuznetsov, G.V. Theoretical justification of utilization of forest waste by incineration in a composition of bio-water-coal suspensions. Ignition stage / G.V. Kuznetsov, S.V. Syrodoy, D.Yu. Malyshev, N.Yu. Gutareva, N.A. Nigay // Applied Thermal Engineering. - 2020. - V. 170. - P. 115034.

205. Fagerna, L. Drying of biomass for second generation synfuel production / L. Fagerna, J. Brammer, C. Wile'n, M. Lauer, F. Verhoeff // Biomass and bioenergy. - 2010. - V. 34. - P. 1267-1277.

206. Syahrul, S. Thermodynamic modeling of fluidized bed drying of moist particles / S. Syahrul, I. Dincer, F. Hamdullahpur // International Journal of Thermal Sciences. - 2003. - V. 42. - P. 691-701.

ПРИЛОЖЕНИЕ А. Акт об использовании результатов диссертационного

исследования

УТВЕРЖДАЮ

Дпрекгп

АКТ

о внедрении результатовдиссертационном работы Ни гай Натальи Андреевны

Настоящий акт свидетельствует, что результаты научно-исследовательской рабош Нигай Натальи Андреевны используются при анализе режимов сушки пористых материалов в условиях их высокотемпературного нагрева. Полученные зависимости и устаиовлеЕ1Ные закономерности процессов тепло- и массопереноса* протекающих при удалении влаги ил нолонасыщсннык сред, позволяют проводить прогностическое моделирование режимов сушки высокопорнстых влажных материалов.

Результаты проведенных экспериментальных исследований (в виде графикой, таблиц и формул) могут быть применены при проектировании новых сушильных установок, Результаты переданы совместно с соответствующимн комментариями.

Директор

ООО «Наноксрамика»

Л. А. Жилина

Ведущий инженер ООО «Наиокерамика»

МЙ. Григорьев

ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Список публикаций по теме диссертации

1. Nigay N.A. Features of the processes of heat and mass transfer when drying a large thickness layer of wood biomass / G.V. Kuznetsov, S.V. Syrodoy, V.I. Maksimov, N.Yu. Gutareva // Renewable Energy. - 2021. - Vol. 169. - P. 498-511. (ИФ=8,001, Q1)

2. Nigay N.A. A comparative analysis of the characteristics of the water removal processes in preparation for incineration of typical wood waste and forest combustible materials / G.V. Kuznetsov, S.V. Syrodoy, N.Y. Gutareva, D.Yu. Malyshev // Energy. - 2021. - P. 122362. (ИФ=7,147, Q1)

3. Nigay N.A. Influence of biomass type on its characteristics of convective heating and dehydration / G.V. Kuznetsov, S.V. Syrodoy, N.Y. Gutareva // Energy Reports. - 2021. - Vol. 7. - P. 7118-7133. (ИФ=6,87, Q1)

4. Nigay N.A. Estimation of energy consumption for drying of forest combustible materials during their preparation for incineration in the furnaces of steam and hot water boilers / G.V. Kuznetsov, S.V. Syrodoy, N.Y. Gutareva // Energy Sources, Part A: Recovery, Utilization, and Environmental Effects. - 2020. - Vol. 42 - №. 16. - P. 1-9. (ИФ=3,447, Q2)

5. Нигай Н.А. Влияние плотности засыпки древесной биомассы на характеристики её сушки в условиях высокотемпературного нагрева / С.В. Сыродой // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. - 2021. - Т. 332. № 6. 90-97.

6. Ivanova (Nigay) N.A. Experimental investigation of the processes of dehumidification of coniferous biomass / E.E. Bulba // Matec Web of Conferences. -

2017 - Vol. 141, Article number 01014. - P. 1-5.

7. Ivanova (Nigay) N.A. Experimental study of liquid evaporation rate from coniferous biomass / E.E. Bulba // Matec Web of Conferences. - 2017 - Vol. 110. Article number 01020. - P. 1-5

8. Ivanova (Nigay) N.A. Mathematical modeling of processes of heat and mass transfer during drying of wood biomass / E.E. Bulba // Matec Web of Conferences. -

2018 - Vol. 194, Article number 01012. - P. 1-6.

9. Нигай Н.А. Тепловой режим слоя биомассы в процессе её дегидратации / Н.А. Нигай Н.А., С.В. Сыродой // Труды XVI Минского международного форума по тепломассообмену. Минск: Институт тепло- и массобмена имени А.В. Лыкова НАН Беларуси, 2022 - С. 607-610.

10. Иванова (Нигай) Н.А. Влияние плотности засыпки влажной древесной биомассы на характеристики её дегидратации в условиях радиационно-конвективного нагрева / Н.А. Иванова (Нигай) Н.А., С.В. Сыродой // Тезисы докладов VI Всероссийской конференции с элементами школы молодых ученых «Теплофизика и физическая гидродинамика». Севастополь: Севастопольский государственный университет, 2021 - C. 131

11. Нигай Н.А. Механизм влагоудаления из слоя биомассы при интенсивном радиационно-конвективном нагреве / Н.А. Иванова (Нигай) Н.А., С.В. Сыродой // XXXVI Сибирский теплофизический семинар: тезисы докладов Всероссийской конференции с элементами научной школы для молодых ученых, посвящённой 70-летию академика Алексеенко Сергея Владимировича. Новосибирск: Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, 2020 - C. 139

12. Нигай Н.А. Отличия интегральных характеристик процессов сушки лесных горючих материалов на основе веток хвойных и лиственных пород древесины / Н.А. Иванова (Нигай) Н.А., С.В. Сыродой // Современные проблемы теплофизики и энергетики: материалы III Международной конференции. Москва: МЭИ, 2020 - C. 210-211

13. Нигай Н.А. Тепло - и массоперенос при влагоудалении из слоя лесного горючего материала / Н.А. Иванова (Нигай) Н.А., С.В. Сыродой // XXXV Сибирский теплофизический семинар: тезисы докладов Всероссийской конференции с элементами научной школы для молодых ученых. Новосибирск: Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, 2019 - C. 175

14. Иванова (Нигай) Н.А. Физическое и математическое моделирование процесса сушки влажной биомассы // XXXIV Сибирский теплофизический семинар: тезисы докладов всероссийской конференции с элементами научной

школы для молодых ученых. Новосибирск: Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, 2018 - C. 98

15. Иванова (Нигай) Н.А. Сравнительный анализ процессов влагоудаления из древесной биомассы и испарения жидкости со свободной поверхности / Н.А. Иванова (Нигай) Н.А., Е.Е. Бульба // Труды Седьмой Российской национальной конференции по теплообмену: в 3 томах. Москва: МЭИ, 2018 - Т. 1 - C. 341-344

16. Нигай Н.А. Сравнительный анализ эффективности сушки биомасс на основе лесных горючих материалов и отходов лесопиления / Н.А. Иванова (Нигай) Н.А., С.В. Сыродой // Семинар вузов по теплофизике и энергетике: материалы Всероссийской научной конференции с международным участием. СПб: Политех-Пресс, 2019 - C. 286-287

17. Иванова (Нигай) Н.А. Экспериментальное исследование влияния теплофизических свойств хвойной биомассы на процесс сушки // Интеллектуальные энергосистемы: материалы V Международного молодёжного форума. Томск: ТПУ, 2017 - Т. 1 - C. 21-25.

18. Иванова (Нигай) Н.А. Экспериментальное исследование процесса влагоудаления в древесной биомассе и процесса испарения жидкости со свободной поверхности // Проблемы геологии и освоения недр: труды XXII Международного симпозиума имени академика М.А. Усова студентов и молодых ученых, посвященного 155-летию со дня рождения академика В.А. Обручева, 135-летию со дня рождения академика М.А. Усова, основателей Сибирской горно-геологической школы, и 110-летию первого выпуска горных инженеров в Сибири. Томск: Изд-во НИ ТПУ, 2018 - Т. 2 - C. 450-451.

ПРИЛОЖЕНИЕ В. Рекомендации по практическому использованию результатов диссертационной работы

Полученные по результатам диссертационного исследования зависимости и теоретические следствия являются основанием для разработки ряда рекомендаций по практическому применению результатов экспериментов при проведении опытно-конструкторских работ по проектированию технологий термической подготовки древесной биомассы перед её сжиганием в топочных устройствах паровых и водогрейных котлов:

1. По результатам проведенных экспериментов установлено, что сушку тонкого слоя (толщиной ^-1-1,5 мм) древесной биомассы (ЛГМ на основе свежесрезанных листьев деревьев) эффективнее всего проводить в условиях выскотемпературного нагрева (Tg=393 К). Соответственно, можно сказать, что при определенных условиях организации процесса сжигания на тепловых электростанциях (например, в низкотемпературном вихре по аналогии с топкой ЛПИ [203]) проведение процедуры предварительной термической подготовки (сушки), скорее всего, нецелесообразно. Наиболее приемлемо прямое сжигание влажной биомассы (на основе свежесрезанных листьев) в топочных устройствах котельных агрегатов. Для этого в камере сгорания необходимо организовывать вихревые зоны рециркуляции факела по аналогии с топками конструкции А.А. Шершнева [201].

2. Экспериментально установлено, что в условиях относительно высокотемпературного нагрева (при температуре внешней среды Tg=373-393 К) вид древесной биомассы не оказывает существенного влияния на динамику влагоудаления. Соответственно, можно обосновано полагать, что предварительную термическую подготовку разнотипного биотоплива (типичные отходы лесопиления и деревообработки: опилки, щепа, древесная стружка; разного рода лесной горючий материал: листовой и хвойный опад, ветки и сучья деревьев) на тепловых электрических станциях допустимо проводить одновременно в единой

сушильной камере. Последнее существенно снизит капитальные затраты на строительство ТЭС.

3. Одним из важнейших результатов, полученных при проведении экспериментальных исследований является вывод о том, что увеличение плотности засыпки древесной биомассы (при идентичности массы навески) оказывает положительное влияние на характеристики и условия процесса дегидратации (например, при Tg=393 К времена сушки уменьшаются на 40 %). Последнее дает существенные основания для вывода о том, что процесс сушки древесной биомассы при её термической подготовке к сжиганию можно эффективно проводить в объемных хранилищах бункерного типа в существенно уплотненном состоянии, а не в аэрированном (по аналогии с барабанными сушилками [205] или в кипящем слое [206]), как считалось ранее. При этом тепло к навеске биомассы подводится кондуктивно, через стенку бункера. В этих условиях существенно упрощается процедура организации процесса сушки (вследствие отсутствия высокотемпературных газовоздухопроводов), а также снижаются затраты электроэнергии на собственные нужды ТЭС из-за отсутствия электропривода редукторов, вращающих барабаны сушилок. В связи с этим значительно уменьшаются (за счет уменьшения объема высушиваемой биомассы) массогабаритные характеристики сушильного бункера.

4. Также по результатам проведенных экспериментальных исследований установлены режимы сушки перспективной для целей энергетики древесной биомассы на основе опавших веточек деревьев. Показано, что древесные веточки наиболее эффективно сушить в условиях относительно низких температур внешней среды 7=333-353 К). Соответственно, при проведении опытно-конструкторских работ по проектированию объектов теплоэнергетики (теплоэлектроцентрали или локальные котельные, использующие в качестве топлива или одного из компонент топливной смеси ЛГМ на основе веток деревьев) необходимо закладывать в проект оборудование, проводящее сушку биомассы с использованием низкопотенциальных источников теплоты (например, дымовые газы котла после электрофильтров). К таким установкам, отвечающим всему

набору необходимых характеристик (возможность долговременной сушки больших объемов древесной биомассы), можно отнести силосные хранилища.